[发明专利]一种废旧棉织物改性微纤及其制备方法和应用

说明书

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种废旧棉织物改性微纤及其制备方法和应用，包括以下步骤：1)制备得到废旧棉织物纤维粉；2)将废旧棉织物纤维粉与氢氧化钠溶液混合后进行碱处理，抽滤洗涤后得到碱处理的废旧棉织物纤维；3)将碱处理后的废旧棉织物纤维与去离子水混合后进行高速匀浆，得到废旧棉织物微纤悬浮液；4)将废旧棉织物微纤悬浮液先用聚乙烯亚胺处理和戊二醛处理，进行固液分离，再将所得固体物料经去离子水洗涤后冷冻干燥，得到改性废旧棉织物微纤。该方法以废旧棉织物为原料，利用聚乙烯亚胺和戊二醛对微纤进行改性，使其表面裸露出大量的胺基，对染料具有较强的吸附能力。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种废旧棉织物改性微纤及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高和纺织工业的发展，人们更注重追赶潮流，致使纺织品的使用周期缩短，造成废旧纺织品的数量不断攀升。我国每年在生产和消费环节产生2000万吨左右废旧纺织品，但其综合利用率仅为15％左右。这些废旧纺织品大部分被焚烧和掩埋，不仅浪费资源，还对环境造成了沉重的负担。

目前对废旧棉纺织品回收研究较多的是生产再生纤维素纤维。传统方法是经化学工艺碱化、老成、黄化等工序后，溶于稀碱溶液制成纺丝原液，通过湿法纺丝制成的，但这种方法会产生毒性高的副产物。目前替代传统方法是生产Lyocell纤维的溶剂法，该方法所用化学原料无毒，但离子液体成本较高，并且黏度较高，对生产工艺造成了一定的困难。

因此，研究开发新型高效、低成本、环境友好、可重复使用的废旧纺织品回收再利用工艺具有十分重要的现实意义。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种废旧棉织物改性微纤及其制备方法和应用。本发明所提供的方法原料来源于废旧棉织物，资源丰富，实现了废旧利用。且该方法工艺简单，环境友好，生产成本较低。

本发明所提供的技术方案如下：

一种废旧棉织物改性微纤的制备方法，包括以下步骤：

1)将干燥至恒重的废旧纯棉织物先破碎成碎屑状，再用粉碎机粉碎成粉末状，得到废旧棉织物纤维粉；

2)将步骤1)得到的所述废旧棉织物纤维粉与氢氧化钠溶液混合后进行碱处理，抽滤洗涤后得到碱处理的废旧棉织物纤维；

3)将步骤2)得到的所述碱处理的废旧棉织物纤维与去离子水混合后进行高速匀浆，得到废旧棉织物微纤悬浮液；

4)将步骤3)得到的所述废旧棉织物微纤悬浮液先用聚乙烯亚胺处理，冷却至室温后再用戊二醛处理，将所得体系进行固液分离，得到固体物料，再将所述固体物料经去离子水洗涤后冷冻干燥，得到废旧棉织物改性微纤。

上述技术方案中：

通过步骤2)的碱处理，将废旧棉织物纤维粉剥离成尺寸更小的废旧棉织物纤维。进一步的，通过高速匀浆将废旧棉织物纤维高速匀浆得到废旧棉织物微纤悬浮液，其中的微纤具有疏松网状结构，并具有显著提高比表面积，从而在改性后其表面能暴露出更多的氨基，使得对染料具有更好的吸附效果。

步骤4)的改性过程中，聚乙烯亚胺与棉纤维分子之间通过氢键形成链间交联。戊二醛加入后，分别与聚乙烯亚胺和棉纤维生成化学键，分别是与棉纤维的-OH基团发生反应，脱去水分子，同时，戊二醛与聚乙烯亚胺分子通过生成C＝N双键交联在一起。通过戊二醛分子的桥连作用，棉纤维表面得到聚乙烯亚胺的修饰，富含带电基团(-NH₂)。原理如下：

具体的，步骤1)中，所述废旧棉织物纤维粉的粒径为0.05～0.2mm。

具体的，步骤2)中：

氢氧化钠溶液的浓度为5～8wt.％，进行碱处理时体系中固体物料与氢氧化钠溶液的用量比为1g:20～30mL；